Recueil d'expériences techniques

La stabilité des berges dépend à la fois de ses propriétés intrinsèques et des paramètres du milieu extérieur (les contraintes de frottement et les activités anthropiques). Les différentes propriétés des berges ont été listées par Mosselman (1992). Ainsi, la masse et la texture des matériaux, leurs résistances au cisaillement et à la traction, le niveau de la nappe d’accompagnement, la perméabilité, la stratigraphie, la géométrie et la végétation jouent sur leur équilibre.
 
Les berges subissent principalement trois processus d‘évolution morphologique (Degoutte 2006) :
l’érosion par le courant ;
le glissement ;
l’effondrement.
 
Bien que physiquement différents, ces processus sont indissociables les uns des autres et l’étude d’un mouvement d’une berge fait souvent apparaître ces phénomènes associés dans des proportions variables.
 
 
3.1.4.1.  L’érosion
 
Fig. 4 - Érosion de la berge et incision du lit mettant en danger le pont.L’érosion est une des conséquences de la force tractrice (fig. 4). En s’érodant peu à peu, les berges se creusent en fonction de leur structure (résistance à l’arrachement, stratigraphie). À terme, l’équilibre est rompu, provoquant un glissement ou un effondrement. Les mécanismes d’érosion sont d’autant plus forts que l’angle entre le courant principal et la berge est fort, et donc que l’on se trouve sur les berges concaves (Degoutte 2006).
 
Dans le cas des rivières à fonds mobiles, les matériaux du fond du lit peuvent se déplacer lors des crues, provoquant un approfondissement temporaire du lit qui peut provoquer l’entraînement du pied de berge. 
 
 
3.1.4.2.  Le glissement
 
 Fig. 5 - Mécanisme du glissement de berge lors d’une décrue.Le glissement en masse correspond au déplacement d’une partie de la berge le long d’une surface de cisaillement (fig. 5). Le processus de glissement résulte de la confrontation entre les forces déstabilisantes exercées par le poids de la berge au-dessus de la surface de cisaillement, et par d’éventuelles pressions interstitielles et les forces stabilisantes (liées au frottement et à la cohésion) le long de la surface de cisaillement. 
 
Un glissement survient le plus généralement lors de la phase de décrue de la rivière. La saturation en eau du sol surcharge considérablement la berge, réduit les caractéristiques mécaniques du sol et y engendre des pressions interstitielles. Conjointement, la baisse du niveau d’eau réduit la poussée stabilisatrice qu’elle exerce sur la berge. 
Ce phénomène s’observe surtout sur les sols peu drainants (argileux, limoneux, etc.).
 
L’angle de stabilité d’un talus avec un sol peu cohérent et non saturé en eau correspond à son angle de frottement interne. Lorsque le sol est saturé en eau, l’angle de stabilité diminue presque du double. 
 
Les causes de glissement de berges peuvent être : une augmentation de la pente du talus par érosion, une augmentation de la teneur en eau du talus, un affouillement du pied de berge, une incision du lit, une augmentation du poids de la berge par infiltration d’eau, une surcharge en sommet de berge (croissance des arbres, constructions trop proches du sommet). 
L’érosion du pied (ou affouillement) est très souvent le mécanisme initiateur d’un glissement ou d’un effondrement ; et glissement et effondrement sont des mouvements de masse, comparés à l’érosion qui est un mouvement grain par grain.
Si l’incision du lit est généralisée sur le cours d’eau, des glissements vont apparaître sur un grand linéaire. Une opération de restauration des berges peut éventuellement être envisagée, mais celle-ci ne pourra intervenir qu’après la stabilisation du fond du lit (seuils, épis, etc.). 
 
 
3.1.4.3.  Conclusion et mise en garde
 
Ce début de chapitre fait une synthèse des différents mécanismes mettant en lien la force de l’eau avec la stabilité des berges et du fond du lit. Ces éléments ont pour objet d’aider à une meilleure compréhension des contraintes en jeu et de la façon dont les berges peuvent se dégrader.
Il faut garder à l’esprit que les grandeurs et les équations fournies ci-dessus ont été établies avec des hypothèses précises telles que, par exemple, l’écoulement en régime permanent ou des matériaux non cohésifs. Or, dans les conditions naturelles, ces hypothèses ne sont pas respectées et les valeurs obtenues n’ont ainsi qu’une portée limitée.